L'oxydation photocatalytique est une technique d'oxydation avancée (TOA) mettant en jeu un photocatalyseur TiO2 et des photons UV. Si le procédé est maîtrisé en conditions de laboratoire, il nécessite des recherches supplémentaires dans le domaine du génie des procédés et des matériaux photocatalytiques pour en faire une alternative aux TOA actuellement utilisées en traitement d'eau (H2O2/UV, O3/UV). L'objectif de ce travail est l'étude de matériaux photocatalytiques supportés permettant la suppression d'une étape de filtration (nécessaire lors de l'utilisation d'un catalyseur en suspension), et leur utilisation dans un réacteur d'échelle préindustrielle en vue du traitement d'effluents aqueux. L'étude de la dégradation de phénol par différents "médias" photocatalytiques à été étudiée dans un réacteur de laboratoire. L'activité photocatalytique des catalyseurs supportés a été quantifiée en présence ou non d'un perturbateur organique. Enfin, la conception et la mise en œuvre d'un nouveau type de photoréacteur pilote a été présentée. Il a été caractérisé en termes d'efficacité cinétique de dégradation du phénol et de rendement énergétique.